KR101181407B1 - 부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸런스 웨이트를 프레스가공 전에 소둔열처리를 하여 프레스 금형을 보호하고 금형의 수명을 연장하는 동시에 밸런스 웨이트의 품질을 향상시키며, 밸런스 웨이트의 마디 부분에 실리콘재질을 첨부하여 의도하지 않은 제품의 분리현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 원재료를 성형에 필요한 크기로 절단하는 단계와; 상기 절단된 원재료를 소둔로 내에서 소둔열처리하는 단계와; 상기 소둔열처리된 원재료에 프레스를 이용하여 마디홈을 성형하는 단계와; 상기 성형된 밸런스 웨이트의 배면에 접착테이프를 부착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트는, 특정 중량을 가지는 다수개의 블럭과; 상기 블럭 사이에 형성되어 있는 다수개의 마디홈과; 일면이 상기 블럭 및 마디홈의 배면에 부착되는 양면태이프; 및 상기 양면태이프의 타면에 구비되는 보호필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법{ADHESION TYPE WHEEL BALANCE WEIGHT AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸런스 웨이트를 프레스가공 전에 소둔열처리를 하여 프레스 금형을 보호하고 금형의 수명을 연장하는 동시에 밸런스 웨이트의 품질을 향상시키며, 밸런스 웨이트의 마디 부분에 실리콘재질을 첨부하여 의도하지 않은 제품의 분리현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 휠은 바퀴의 골격을 형성하는 부품으로, 자동차가 주행할 때 고속으로 회전하기 때문에 중량분포의 불균형이 발생할 경우에는 원심력으로 인하여 진동과 소음이 발생하고, 타이어의 마모 및 연료소모가 심해지며, 핸들의 떨림 현상이 발생하는 등 바퀴의 수명과 연비 및 안전성에 심각한 영향을 미친다.

따라서 이러한 문제점을 방지하기 위하여 휠 주변에 중량이 집중되는 부위를 찾아서 그 반대편에 일정한 중량을 가진 휠 밸런스 웨이트를 부착하여 휠의 무게균형이 유지될 수 있도록 한다.

이때 밸런스 웨이트는 휠의 부착면에 대응하게 구부려서 사용될 필요가 있으며, 필요에 따라서는 밸런스 웨이트의 중량을 조절하기 위하여 일부를 절단하여 사용할 필요가 있다.

이러한 특성으로 인하여, 종래에는 휠 랠런스 웨이트의 소재로서 납(Pb)을 주로 사용하였다.

납은 재질이 연하여 가공이 용이하고, 구부리기 쉬운 장점이 있으나 인체에 매우 유해하여 최근 그 사용이 금지되기에 이르렀다. 그리하여 최근에는 휠 밸런스 웨이트의 소재로서 납 대신 금속재질의 소재가 사용되고 있으나, 금속은 가공이 용이하지 않으며, 구부리기 어려운 문제점이 있다.

최근에는 이러한 문제점으로 인하여 밸런스 웨이트의 일면에 일정한 무게를 기준으로 마디홈을 형성한 다음, 밸런스 웨이트의 타면에 양면접착식 테이프를 구비하여 휠에 부착하는 방식의 밸런스 웨이트가 일반적으로 사용된다.

그러나 종래에는 밸런스 웨이트의 마디를 형성하는 과정에서 원재료의 경도가 높기 때문에 금형의 마모가 심해지고, 성형하는 과정에서 밸런스 웨이트의 표면이 불균형해 지거나 표면에 미세크랙이 발생하여 거칠어지는 문제점이 발생하였다.

또한, 마디를 형성하는 홈이 지나치게 깊게 되면 밸런스 웨이트를 구부리는 과정에서 마디가 절단되는 문제점이 있으며, 마디를 형성하는 홈이 얕으면 밸런스 웨이트를 구부리는데 많은 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밸런스 웨이트를 금형으로 성형하기 전에 소둔(燒鈍)열처리를 하여 재질을 연하게 함으로써 금형의 손상을 방지하고, 밸런스 웨이트의 마디홈의 반대쪽에 실린콘을 구비하여 마디홈을 깊게 하더라도 사용과정에서 마디부분이 절단되는 것을 방지할 수 있는 부착식 휠 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 원재료를 성형에 필요한 크기로 절단하는 단계와; 상기 절단된 원재료를 소둔로 내에서 소둔열처리하는 단계와; 상기 소둔열처리된 원재료에 프레스를 이용하여 마디홈을 성형하는 단계와; 상기 성형된 밸런스 웨이트의 배면에 접착테이프를 부착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트는, 특정 중량을 가지는 다수개의 블럭과; 상기 블럭 사이에 형성되어 있는 다수개의 마디홈과; 일면이 상기 블럭 및 마디홈의 배면에 부착되는 양면테이프; 및 상기 양면테이프의 타면에 구비되는 보호필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부착식 밸런스 웨이트 및 그 제조방법에 의하면, 소재를 소둔열처리하여 재질을 연하게 함으로써 금형의 수명이 연장되고, 성형에 소요되는 힘이 적게 들어 생산성이 증가되는 동시에 비용을 절감할 수 있으며, 마디 사이의 결합력을 향상시켜 차량의 주행중 또는 제품의 운반이나 부착과정에서 마디 사이가 절단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법을 나타내는 도면.
도 3은 소둔열처리공정을 나타내는 블럭도.
도 4는 소둔로의 일예를 나타내는 도면.
도 5a는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트를 나타내는 도면.
도 5b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부착식 휠 밸런스의 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트는, 일정한 중량을 가지는 다수개의 블럭(10)과, 상기 블럭(10) 사이에 형성되어 있는 다수개의 마디홈(30)과, 일면이 상기 블럭(10) 및 마디홈(30)의 배면에 부착되는 양면테이프(50) 및 상기 양면테이프(50)의 타면에 구비되는 보호필름(70)으로 구성된다.

블럭(10)은 미리 정하여진 임의의 무게를 가지는 단위체로, 블럭(10)의 형상은 필요에 따라 다양하게 변형되어 사용될 수 있으나 바람직하게는 가공 및 취급이 용이한 판상으로 구성된다.

마디홈(30)은 블럭(10)과 블럭(10) 사이에 일정한 깊이의 홈을 형성하여 블럭(10)을 일정한 무게를 기준으로 구분한다. 블럭(10) 사이에 마디홈(30)을 형성함으로써 밸런스 웨이트를 부착부위의 형상에 따라 쉽게 구부릴 수 있으며, 필요에 따라서는 마디를 절단하여 사용할 수 있다.

마디홈(30)의 형상은 다양하게 할 수 있으나, 바람직하게는 굽힘 및 절단이 용이한 삼각형 형상의 단면을 갖도록 한다.

양면테이프(50)는 일면이 전술한 블럭(10)과 마디홈(30)의 배면에 부착되고, 타면에는 보호필름(70)이 구비된다.

상기와 같이 구성된 밸런스 웨이트는 보호필름(70)을 제거한 다음 양면테이프(50)의 타면을 휠에 부착하여 사용된다. 이 과정에서 필요에 따라서는 마디를 구부리거나 절단하여 필요한 형상 및 무게로 사용된다.

양면테이프(50) 및 보호필름(70)은 공지의 구성요소로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트의 제조방법은, 원재료를 성형에 필요한 크기로 절단하는 단계(S100)와; 상기 절단된 원재료를 소둔로 내에서 소둔열처리하는 단계(S110)와; 상기 소둔열처리된 원재료를 프레스를 이용하여 일정한 간격으로 마디홈을 성형하는 단계(S120)와; 상기 성형된 밸런스 웨이트의 배면에 접착테이프를 부착하는 단계(S130);를 포함하여 구성된다.

종래에는 밸런스 웨이트의 재료로 납이 많이 사용되었으나, 납은 환경오염을 유발하는 문제점이 있어 최근에는 철재(鐵材)가 주로 사용된다.

일반적으로 밸런스 웨이트 제조에 사용되는 철재는 제철소에서 롤 형태의 철판으로 제조된다. 따라서 밸런스 웨이트를 제조하기 위해서는 롤 형태의 철판을 프레스 성형에 필요한 일정한 크기와 모양으로 절단하여 사용된다(S100).

프레스 성형에 필요한 모양으로 절단된 원재료는 소둔로 내에서 경도가 연해지고 균일해지도록 하기 위하여 소둔열처리를 한다(S110). 소둔열처리에 관해서는 후술하여 설명한다.

밸런스 웨이트의 원재료로 사용되는 철재는 제련과정에서 급랭 되기 때문에 경도가 매우 강하고, 경도의 균일도도 떨어진다. 따라서 프레스를 이용하여 곧바로 성형을 하게 되면 금형의 마모 및 손상이 쉽게 발생하여 금형을 자주 교체해 주어야 하기 때문에 원가가 상승되는 요인이 된다.

그러나 소둔열처리를 거친 원재료는 재질이 연해지고 균일해 지므로, 금형의 마모 및 손상이 현저히 줄어들고, 프레스 성형을 하는 과정에서 원재료의 취성으로 인한 제품 표면의 미세 크랙(crack)이 발생하지 않게 되어 표면이 매끈하게 되는 효과가 있다.

열처리공정이 완료된 원재료는 프레스를 이용하여 마디홈(30)을 성형한다(S120).

마디홈(30)이 성형된 밸런스 웨이트는 배면에 접착테이프(50)가 부착되어 최종적으로 제품이 완성된다(S130).

도 3은 소둔열처리공정을 나타내는 블럭도이고, 도 4는 소둔로의 일예를 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 소둔열처리 과정은, 먼저 소둔로(100) 내에 일정한 모양과 크기로 절단된 원재료(120)를 적재한다(S200)

소둔로(100) 내에 원재료(120)가 적재되면, 질소주입구(140)를 통하여 질소가스를 주입하고, 동시에 공기배출구(160)를 통하여 소둔로 내부에 존재하는 공기를 외부로 배출한다(S230).

열처리를 위하여 소둔로(100)를 고온으로 가열하면 공기 중의 산소와 철이 산화반응을 일으켜 표면이 변색하거나 부식되게 된다. 원재료(120)의 표면이 산화되면 산화막을 제거하기 위하여 별도의 처리가 필요로 하기 때문에 원가가 상승하게 된다.

이를 방지하기 위하여 소둔로(100) 내의 공기를 외부로 방출하고 불활성 기체인 질소를 주입하여 원재료의 산화를 방지한다. 다만, 산화방지를 위해서는 소둔로(100) 내부를 진공상태로 하거나 질소 외에 다른 불활성 가스(헬륨, 네온 아르곤)를 주입하여 실시될 수도 있다.

질소주입이 완료되면, 소둔로(100)를 히터(180)를 이용하여 상온과 용융점 사이의 온도로 가열하여 원재료(120)가 재결정되도록 한다(S250). 이때 가열온도와 가열시간은 서로 반비례하는 관계에 있다. 즉, 가열온도가 높으면 재결정에 소요되는 시간이 짧게 되며, 가열온도가 낮으면 재결정에 소요되는 시간이 길게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예로 전술한 소둔열처리는 800~900℃로 가열하여 1~2시간 동안 그 상태가 유지되도록 한다.

전술한 바와 같이 원재료를 소둔로(100) 내에서 가열하면, 원재료의 결정이 확산 성장하게 된다.

가열단계(S250)가 끝나면, 원재료(120) 단열된 노내에 서서히 냉각하여 재료를 연하게 만들어 준다(S270).

도 5a는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트를 나타내는 도면고, 도 5b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부착식 휠 밸런스의 측면도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 밸런스 웨이트는 마디홈(30)의 반대쪽 면으로서 상기 마디홈(30)과 대면하는 위치에 보조결합홈(90)이 형성되어 있다.

보조결합홈(90)은 단면형성이 삼각형 또는 사각형으로 형성될 수 있으며, 바람직하게 도면에 도시된 바와 같이 상부면으로 갈수록 폭이 좁아지는 사각형의 단면이 되도록 한다.

보조결합홈(90)에는 어느 정도의 접착력을 가지는 동시에 유연성을 가지는 실리콘부재(95)가 채워진다.

밸런스 웨이트는 휠에 부착되는 경우에 필요에 따라 일정하게 구부려서 사용될 필요가 있다. 그러나 구부려지는 동안 절단되거나 차량에 부착된 후에 운전하는 과정에서 마디홈(30)이 절단이 되면 일부 블럭(10)이 주행중에 떨어져 나가 휠의 중량 불균형이 발생하게 된다.

휠의 중량 불균형이 발생하면 소음, 진동, 연비저하 등의 문제점이 발생하므로 이러한 현상은 매우 바람직하지 않다.

따라서 본 발명의 또다른 실시예에서는 마디홈(30)의 대면하는 위치에 보조결합홈(90)을 형성하여 실리콘을 채워넣음으로써 블럭(10) 간의 결합력을 보충하는 동시에 밸런스 웨이트를 쉽게 구부릴 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트의 제조공정을 보여주는 도면이고, 도 7a는 밸런스 웨이트에 실린콘부재를 부착하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 7b는 양면테잎의 일면에 실리콘부재가 구비된 상태를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부착식 휠 밸런스 웨이트는, 성형을 위하여 원재료를 절단하는 단계(S300), 소둔열처리하는 단계(S310), 마디홈 및 보조결합홈 성형단계(S350), 실리콘(95) 부착단계(S370) 및 접착테잎 부착단계(S390)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

보조결함홈(90)은 마디홈(90) 성형단계(S350)에서 하부금형에 보조결합홈(90)의 형상에 대응하는 금형을 구비하여 동시에 성형하며, 그 외의 공정은 도 2 및 도 3에서 설명한 것과 동일하다.

실리콘(95)은 마디홈(30)과 보조결합홈(90)을 성형한 다음 겔(gel) 상태의 실리콘을 부착하여 굳힌다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 실리콘(95)은 전술한 바와 같이 보조결합홈(90)에 겔 상태의 실리콘을 채워서 굳힐 수도 있지만, 보조결합홈(90)의 형상에 대응하는 실리콘(95)을 미리 성형하여 두었다가 보조결합홈(90)에 부착할 수도 있다.

도 7a에서 실리콘(95)은 미리 성형되어 고정필름(98) 상에 보조결합홈(90)의 간격에 대응하는 위치에 고정되어 있다. 따라서 보조결합홈(90)에 실리콘(95)을 부착하여 고정필름(98)을 제거하면 미리 성형된 실린콘(95)이 보조결합홈(90)에 안착되어 고정된다. 그런 후에, 양면테잎(50) 및 보호필름(70)을 부착하여 완성된다.

도 7b에서 실리콘(95)은 양면테잎(50)의 일면에 일체로 성형되어 있다. 따라서 보조결합홈(90)의 위치에 실리콘을 결합하여 부착한다. 도면에서 설명되지 않은 부호(97)는 접착층을 나타낸다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 블럭 30: 마디홈
50: 양면테이프 70: 보호필름
90: 보조결합홈 95: 실리콘부재
100: 소둔로 120: 원재료
140: 질소주입구 160: 공기배출구
180: 히터

Claims (11)

1. 삭제
2. 원재료를 성형에 필요한 크기로 절단하는 단계(S300)와;
   상기 절단된 원재료를 소둔로 내에서 소둔열처리하는 단계(S330)와;
   상기 소둔열처리된 원재료에 프레스를 이용하여 마디홈(30) 및 보조결합홈(90)을 성형하는 단계(S350)와;
   상기 성형된 보조결합홈(90)에 실리콘부재(95)를 부착하는 단계(S370)와;
   상기 실리콘부재(95)가 부착된 밸런스 웨이트의 배면에 보호필름(70)이 구비된 양면테이프(50)의 일면을 부착하는 단계(S390);
   를 포함하여 구성되되,
   상기 성형된 보조결합홈(90)에 실리콘부재(95)를 부착하는 단계(S370)는,
   상기 보조결합홈(90)에 겔 상태의 실리콘을 채워넣어 굳히는 것을 특징으로 하는 부착식 휠 밸런스 웨이트 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 소둔열처리하는 단계(S110, S330)는,
   소둔로 내에 원재료를 적재하는 단계(S200);
   소둔로 내부로 질소가스를 주입하고, 동시에 공기를 배출하는 단계(S230);
   히터(180)를 이용하여 원재료를 가열하는 단계(S250);
   원재료를 단열된 노내에 냉각하는 단계(S270);
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 부착식 휠 밸런스 웨이트 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 원재료를 가열하는 단계(S250)는,
   원재료를 소둔로 내에서 800~900℃로 가열하여 1~2시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 부착식 휠 밸런스 웨이트 제조방법.
5. 삭제
6. 원재료를 성형에 필요한 크기로 절단하는 단계(S300)와;
   상기 절단된 원재료를 소둔로 내에서 소둔열처리하는 단계(S330)와;
   상기 소둔열처리된 원재료에 프레스를 이용하여 마디홈(30) 및 보조결합홈(90)을 성형하는 단계(S350)와;
   상기 성형된 보조결합홈(90)에 실리콘부재(95)를 부착하는 단계(S370)와;
   상기 실리콘부재(95)가 부착된 밸런스 웨이트의 배면에 보호필름(70)이 구비된 양면테이프(50)의 일면을 부착하는 단계(S390);
   를 포함하여 구성되되,
   상기 성형된 보조결합홈(90)에 실리콘부재(95)를 부착하는 단계(S370)는,
   상기 보조결합홈(90)의 형상에 대응하는 형상의 실리콘부재(95)를 미리 성형하여 부착하는 것을 특징으로 하는 휠 밸런스 웨이트 제조방법.
7. 원재료를 성형에 필요한 크기로 절단하는 단계(S300)와;
   상기 절단된 원재료를 소둔로 내에서 소둔열처리하는 단계(S330)와;
   상기 소둔열처리된 원재료에 프레스를 이용하여 마디홈(30) 및 보조결합홈(90)을 성형하는 단계(S350)와;
   상기 성형된 보조결합홈(90)에 실리콘부재(95)를 부착하는 단계(S370)와;
   상기 실리콘부재(95)가 부착된 밸런스 웨이트의 배면에 보호필름(70)이 구비된 양면테이프(50)의 일면을 부착하는 단계(S390);
   를 포함하여 구성되되,
   상기 성형된 보조결합홈(90)에 실리콘부재(95)를 부착하는 단계(S370) 및 상기 밸런스 웨이트의 배면에 보호필름(70)이 구비된 양면테이프(50)의 일면을 부착하는 단계(S390)는,
   상기 양면테이프(50)의 일면에 상기 보조결합홈(90)의 형상에 대응하는 실리콘부재(95)를 일체로 성형하여 부착하는 것을 특징으로 하는 휠 밸런스 웨이트 제조방법.
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9. 삭제
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